Urano: un mundo gélido aún por descubrir

El planeta más lejano que se puede observar desde la Tierra a simple vista es Saturno. Fue hasta 1781 que con un telescopio el astrónomo Sir William Herschel descubrió Urano, nombrado así en honor al dios de los cielos en la mitología griega. En años previos al descubrimiento, este nuevo objeto celeste no se observaba con claridad al punto de que los astrónomos pensaban que podía tratarse de un cometa o de otra estrella, pero con el hallazgo de Sir William Herschel se consolidó la idea de que efectivamente se trataba de un nuevo planeta, el séptimo hasta ese entonces. A diferencia de los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno, Urano es un gigante helado.¹ 

Se trata entonces de un planeta muy frío y de muchos vientos. Urano está compuesto en su mayoría por fluidos en movimiento y no tiene una superficie sólida, por lo que una nave no tendría como aterrizar en Urano, o mejor dicho, no podría uranizar aunque probablemente haya un núcleo rocoso en su centro. La atmósfera de Urano está compuesta en su mayoría por hidrógeno, helio y metano. En particular, el metano es muy abundante y alcanza a condensarse, formando neblina y nubes responsables de que cuando observamos a Urano, lo veamos con ese color verde azulado.

Anillos en Urano

Al igual que los otros tres gigantes, – Júpiter, Saturno y Neptuno – este planeta también tiene anillos. Son 13 en total que en orden de más cerca a más alejado de Urano se llaman Zeta, 6, 5, 4, Alfa, Beta, Eta, Gamma, Delta, Lambda, Epsilon, Nu y Mu. Recientemente se ha obtenido información de las órbitas de los anillos de Urano, además de la dirección de sus polos y su campo gravitacional.²

En estudios más recientes, los resultados más confiables que se tienen se basan en casi tres décadas de observaciones de ocultación de los anillos de Urano. Las mejores mediciones de los anillos de este planeta son para las siguientes de sus propiedades: las formas orbitales que describen sus componentes y las variaciones de anchura de los anillos. Además se ha determinado con gran precisión los elementos orbitales de los nueve anillos principales de Urano.³ No obstante, aún quedan muchas preguntas por responder sobre sus propiedades físicas, estructura interna, origen y evolución.

Así se descubrieron los anillos de Urano

El descubrimiento de los anillos de Urano fue una serendipia, gracias a una ocultación estelar que ocurrió el 10 de marzo de 1977.⁴ Esto es, mientras se observaba a una estrella lejana, esta quedó tapada a la vista pero no porque Urano se interpusiera en el camino, ya que el gigante helado estaba en una posición que no coincidía con la línea de visión de la estrella. Por lo tanto, se infirió que Urano debía tener un sistema de anillos, responsables de ocultar a dicha estrella.

Lunas gélidas

Urano cuenta con 28 lunas confirmadas. Las más cercanas al planeta están compuestas principalmente por hielo y rocas, mientras que las lunas más externas tienen una composición aún desconocida, pero los astrónomos piensan que puede tratarse de asteroides capturados por la gravedad de Urano. Algo interesante son los nombres de sus lunas: a diferencia de la costumbre de usar dioses griegos y romanos, las lunas de Urano llevan los nombres de personajes de obras de William Shakespeare y de Alexander Pope.

Después de seis años de haber descubierto Urano, Sir William Herschel descubrió también sus dos primeras lunas, Titania y Oberón, en 1787. Pasarían más de 60 años para que se descubrieran dos lunas más, Ariel y Umbriel, descubiertas por el astrónomo William Lassell en 1851. La última de las cinco lunas mayores de Urano sería observada casi un siglo después, con fotografías tomadas por el astrónomo Gerard Kupier en 1949.⁵

En una investigación reciente se ha analizado la composición y la estructura interna de estas cinco lunas mayores de Urano, de las cuales cuatro tienen océanos que pueden alcanzar profundidades de decenas de kilómetros.⁶ Los datos utilizados para determinar las órbitas de los satélites de Urano son los obtenidos en observatorios astronómicos, así como también del Telescopio Espacial Hubble y de las imágenes tomadas por la nave espacial Voyager 2.

Características de Urano

Si usáramos a nuestro planeta para medir la distancia entre el Sol y Urano, sería equivalente a un arreglo de 4,007 Tierras. Urano es unas cuatro veces más grande que nuestro planeta. Esto es como decir que si la Tierra fuera del tamaño de una manzana, Urano sería del tamaño de una pelota de baloncesto. A pesar de que este gigante helado tiene una aceleración de la gravedad menor a la de la Tierra, tiene una masa que es casi 15 veces la de nuestro planeta.

Un dato histórico interesante es que diversas observaciones de la órbita de Urano indicaban que este gigante helado sufría unas ligeras perturbaciones, esto es, como si alguien empujara un poco a Urano para desestabilizarlo de su trayectoria. Este “tambaleo” en la órbita de Urano fue una pista importantísima para que años después se descubriera el último planeta de nuestro sistema solar, Neptuno.

Movimiento de rotación y traslación de Urano

Un día en Urano dura aproximadamente 17 horas, mientras que para completar una vuelta completa alrededor del Sol le toma unos 84 años terrestres. De todos los planetas del sistema solar, Urano es el único que no gira con su eje de rotación en un ángulo aproximado de 90 grados con respecto al plano de su órbita. Esta inclinación única hace que Urano parezca girar de lado.

Para entender mejor este fenómeno, podemos imaginar a los ocho planetas del sistema solar como si fueran pelotas sobre una mesa: a medida que recorren su órbita, siete de estas pelotas van girando sobre su parte inferior como cuando los basquetbolistas equilibran el balón girando en la punta del dedo índice, mientras que una de estas pelotas (Urano) más bien parece rodar sobre la mesa, con su eje de rotación formando un ángulo aproximado de 98 grados con respecto a la orientación casi vertical que tienen el resto de los planetas.

¿Por qué Urano rota diferente a los demás planetas?

Una de las explicaciones que dan los científicos es que probablemente hace mucho tiempo hubo una colisión entre Urano y un objeto del tamaño de la Tierra. Debido a esta inclinación, el Sol ilumina cada polo de Urano por más de dos décadas, por lo que la otra mitad de este gigante helado se queda sumido en un oscuro invierno de unos 21 años.

En lo que a su movimiento de traslación se refiere, Urano es uno de los dos únicos planetas que giran alrededor del Sol en dirección opuesta a la de los otros seis planetas. El otro planeta con esta característica es Venus. Así, si el sistema solar fuera una autopista cósmica, Venus y Urano serían los rebeldes que recorren su camino alrededor del Sol en dirección contraria.

Visitando a Urano

Solo una de las naves que viajó al espacio exterior también sobrevoló a Urano: se trata de la Voyager 2, la cual después de ocho años viajando en el espacio, se acercó a unos 81,500 km de Urano – esto ocurrió el 24 de enero de 1986⁷. Durante esta misión, Voyager 2 descubrió dos anillos y diez de las lunas de Urano llamadas Puck, Portia, Juliet, Cressida, Rosalind, Belinda, Desdemona, Cordelia, Ophelia y Bianca.

Cada nueva mision espacial para visitar Urano contribuiría a poder tener más información de este peculiar planeta del que aún se desconoce su origen. La formación de Urano ha persistido como un problema en la teoría de la formación planetaria. Una propuesta que da la comunidad científica es que se pudo haber formado por colisión y fusión de otros planetas de baja masa en proceso de formación. Sin embargo, aún no se cuenta con un modelo satisfactorio que describa cómo se formó Urano.

Una mejor comprensión de Urano no sólo contribuirá en la ciencia planetaria y la astrofísica, sino además tendrá un impacto en otros campos del conocimiento como la ciencia espacial y la geofísica. En la actualidad, los astrónomos continuan estudiando a Urano con el uso de telescopios, tanto terrestres como espaciales, así como haciendo uso de los datos recopilados en su momento por el Voyager 2. A la fecha, ninguna nueva nave espacial se ha enviado para visitar a este lejano y frío planeta.

1. “Uranus Facts”, NASA. ↩︎
2. Richard G. French y colaboladores, “Uranus ring occultation observations: 1977–2006”, 01 mayo 2023. ↩︎
3. Richard G. French, Matthew M. Hedman, Philip D. Nicholson, Pierre-Yves Longaretti y Colleen A. McGhee-French, “The Uranus system from occultation observations (1977–2006): Rings, pole direction, gravity field, and masses of Cressida, Cordelia, and Ophelia”, 15 marzo 2024. ↩︎
4. J. L. ELLIOT, E. DUNHAM y D. MINK, “The rings of Uranus”, 26 mayo 1977. ↩︎
5. R. A. Jacobson, “THE ORBITS OF THE URANIAN SATELLITES AND RINGS, THE GRAVITY FIELD OF THE URANIAN SYSTEM, AND THE ORIENTATION OF THE POLE OF URANUS”, 19 septiembre 2014 ↩︎
6. NASA, “New Study of Uranus’ Large Moons Shows 4 May Hold Water”, 04 mayo 2023. ↩︎
7. “Voyager 2. First to visit all four giant planets”, NASA. ↩︎